互感和自感以及渦流

1、關(guān)于互感和自感及渦流第1頁，共18頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)8分，星期四互感現(xiàn)象1、 當(dāng)一個線圈中電流變化，在另一個線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象，稱為互感。互感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，稱為互感電動勢。2、互感現(xiàn)象不僅發(fā)生于繞在同一鐵芯上的兩個線圈之間,且可發(fā)生于任何兩個相互靠近的電路之間.3、利用互感現(xiàn)象，可以把能量從一個線圈傳遞到另一個線圈。因此，互感現(xiàn)象在電工技術(shù)和電子技術(shù)中有廣泛的應(yīng)用。 第2頁，共18頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)8分，星期四第3頁，共18頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)8分，星期四自感1、自感現(xiàn)象 由于導(dǎo)體回路本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，叫自感

2、現(xiàn)象。在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢，叫自感電動勢自感電動勢總是阻礙引起它的電流的變化。自感電動勢的方向當(dāng)I原增加時,I感方向和I原反向；當(dāng)I原減小時,I感方向和I原同向；第4頁，共18頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)8分，星期四1、自感電動勢的大?。号c電流的變化率成正比2、自感系數(shù) L簡稱自感或電感（1）決定線圈自感系數(shù)的因素： （2）自感系數(shù)的單位：亨利，簡稱亨，符號是 H。 常用單位：毫亨（m H） 微亨（H） 實(shí)驗(yàn)表明，線圈越大，越粗，匝數(shù)越多，自感系數(shù)越大。另外，帶有鐵芯的線圈的自感系數(shù)比沒有鐵芯時大得多。不同的線圈，即使電流變化快慢相同，自感電動勢也不相同。電學(xué)中用自感系數(shù)L來表示這種

3、屬性。第5頁，共18頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)8分，星期四自感現(xiàn)象是電磁感應(yīng)的特例一般的電磁感應(yīng)現(xiàn)象中變化的原磁場是外界提供的，而自感現(xiàn)象中是靠流過線圈自身變化的電流提供一個變化的磁場它們同屬電磁感應(yīng)，所以自感現(xiàn)象遵循所有的電磁感應(yīng)規(guī)律自感電動勢僅僅是減緩了原電流的變化，不會阻止原電流的變化或逆轉(zhuǎn)原電流的變化原電流最終還是要增加到穩(wěn)定值或減小到零。第6頁，共18頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)8分，星期四分析1.通電瞬間各圖中燈泡和線圈中的電流(大小和方向)分析2.通電后穩(wěn)定時各圖中燈泡和線圈中的電流情況分析3.斷電瞬間各圖中燈泡和線圈中的電流情況分析4.各種情況下電路中某兩點(diǎn)電勢高

4、低的判斷線圈的電阻為R,燈A1與A2完全相同第7頁，共18頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)8分，星期四例1：如圖所示的電路中，A、B是兩個完全相同的小燈泡，L是一個自感系數(shù)相當(dāng)大的線圈，其阻值與R相同，當(dāng)開關(guān)S閉合時，下面能發(fā)生的情況是 A B比A先亮，然后AB亮度相同 B A比B先亮，然后B熄滅 C A、B一起亮 D A、B一起亮，然后B熄滅思考：1、若開關(guān)打開呢2、若L為純電感線圈，則電鍵閉合后會發(fā)生什么現(xiàn)象？第8頁，共18頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)8分，星期四自感問題的分析方法：1、抓住電路的初末狀態(tài)。（電路穩(wěn)定時，線圈相當(dāng)于電阻，“純電感線圈”則相當(dāng)于導(dǎo)線）2、抓住線圈的“阻

5、礙電流變化”作用。沒有線圈時是瞬間變大或變小，有線圈只能緩慢變大或變小。但不能阻止變化。3、若電流由0變大，開始瞬間可把線圈當(dāng)斷路4、若電流由大變小，可將線圈當(dāng)電源第9頁，共18頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)8分，星期四例：如圖電路(a)、(b)中，電阻R和自感線圈L的電阻值都是很小接通S，使電路達(dá)到穩(wěn)定，燈泡A發(fā)光 A在電路(a)中，斷開S，A將漸漸變暗B在電路(a)中，斷開S，A將先變得更亮， 然后漸漸變暗C在電路(b)中，斷開S，A將漸漸變暗D在電路(b)中，斷開S，A將先變得更亮， 然后漸漸變暗第10頁，共18頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)8分，星期四 如圖所示，L為自感系數(shù)較

6、大的線圈，電路穩(wěn)定后小燈泡正常發(fā)光，當(dāng)斷開電鍵的瞬間會有A . 燈A立即熄滅 B . 燈A慢慢熄滅C . 燈A突然閃亮一下再慢慢熄滅D . 燈A突然閃亮一下再突然熄滅L AA第11頁，共18頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)8分，星期四2、自感的應(yīng)用和阻止（1）、自感防止1、在制作精密電阻時可采用雙線繞法，可消除自感現(xiàn)象。i思考：雙線繞法消除自感現(xiàn)象的原因是自感電動勢相互抵消還是根本沒有產(chǎn)生自感電動勢？第12頁，共18頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)8分，星期四磁場的能量 問題：在斷電自感的實(shí)驗(yàn)中，為什么開關(guān)斷開后，燈泡的發(fā)光會持續(xù)一段時間？甚至?xí)仍瓉砀?？試從能量的角度加以討論?開關(guān)閉

7、合時線圈中有電流，電流產(chǎn)生磁場，能量儲存在磁場中，開關(guān)斷開時，線圈作用相當(dāng)于電源，把磁場中的能量轉(zhuǎn)化成電能。第13頁，共18頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)8分，星期四渦流1.當(dāng)線圈中的電流隨時間變化時,這個線圈附近的任何導(dǎo)體中都會產(chǎn)生感應(yīng)電流-渦流.2.金屬塊中的渦流也要產(chǎn)生熱量.3.應(yīng)用(1)利用a.真空冶煉爐第14頁，共18頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)8分，星期四b.探雷器c.安檢門(2)減少 線圈中流過變化的電流,在鐵芯中產(chǎn)生的渦流使鐵芯發(fā)熱,浪費(fèi)了能量,還可能損壞電器。減少渦流的途徑:a.增大鐵芯材料的電阻率,常用的材料是硅鋼。b.用互相絕緣的硅鋼片疊成的鐵芯來代替整塊硅鋼鐵芯。第15頁，共18頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)8分，星期四電磁阻尼V1.當(dāng)導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動時,感應(yīng)電流會使導(dǎo)體受到安培力,安培力的方向總是阻礙導(dǎo)體的運(yùn)動-電磁阻尼2.討論:(1)為什么用鋁框做線圈骨架？(2)微安表的表頭在運(yùn)輸時為何應(yīng)該把兩個接線柱連在一起？第16頁，共18頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)8分，星期四電磁驅(qū)動1、如磁場相對于導(dǎo)體轉(zhuǎn)動,在導(dǎo)體中會產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流使導(dǎo)